導(dǎo)語：如何才能寫好一篇工程流體力學(xué)概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué)；環(huán)境類；教學(xué)難點(diǎn)；教學(xué)方法；銜接技巧

作者簡介：齊旭東（1981-），男，河北唐山人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，講師。（天津 300401）

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）34-0130-02

一、環(huán)境類工程流體力學(xué)的學(xué)科特色分析

環(huán)境類專業(yè)涉及流體力學(xué)的內(nèi)容廣泛，而且與機(jī)械、熱能動(dòng)力、水利等傳統(tǒng)學(xué)科對流體力學(xué)的要求有明顯不同。[1-3]河北工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┉h(huán)境工程專業(yè)采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學(xué)》教材，由高等教育出版社出版，分上下兩冊，上冊為《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》，下冊為《應(yīng)用流體力學(xué)》。該教材與其它傳統(tǒng)學(xué)科所采用的流體力學(xué)教材相比區(qū)別較大：由于人類生活和生產(chǎn)主要局限在生物圈，生物圈中水和氣是無處不在的，環(huán)境類專業(yè)主要圍繞水和氣，因此，上冊《理論流體力學(xué)基礎(chǔ)》的覆蓋面極大，包括靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定平面勢流、流動(dòng)相似原理、流動(dòng)阻力和能力損失等模塊；下冊《應(yīng)用流體力學(xué)》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊以水為主，旁及氣體，實(shí)際上是水力學(xué)基礎(chǔ)。但是，與傳統(tǒng)水力學(xué)又有著明顯的不同，這一不同并不是教材主要內(nèi)容的差異，而是學(xué)科體系的構(gòu)建不同。傳統(tǒng)水力學(xué)在學(xué)科構(gòu)建上有著鮮明的學(xué)科特色，而環(huán)境類專業(yè)所學(xué)習(xí)的《應(yīng)用流體力學(xué)》（教材下冊）是采用更加簡單的方式初步介紹水力學(xué)。換言之，是上冊《理論流體力學(xué)》的動(dòng)力學(xué)在幾種特殊邊界流場中的具體應(yīng)用，這些特殊流場的研究對于設(shè)計(jì)和計(jì)算環(huán)境類的反應(yīng)器、構(gòu)筑物的形式和尺寸，以及流體輸配具有重要意義。

工程流體力學(xué)與三大力學(xué)（理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)）相比，其主要概念和原理幾乎沒有相似之處，[4-6]與大學(xué)物理學(xué)相比也無相似之處。[7]換言之，在工程流體力學(xué)中涉及的概念和原理對本科生來說幾乎是全新的。工程流體力學(xué)建立在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)基礎(chǔ)上，是通過牛頓經(jīng)典力學(xué)和高等數(shù)學(xué)知識(shí)對流體靜止和運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究，通過歐拉法或拉格朗日法對流動(dòng)現(xiàn)象建立數(shù)學(xué)模型，從而用微積分等高等數(shù)學(xué)方法解決流體流動(dòng)問題。該學(xué)科的基本概念和原理在三大力學(xué)或大學(xué)物理學(xué)中幾乎是從未提及過的。

可見，工程流體力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)鮮明，是環(huán)境類專業(yè)的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學(xué)教學(xué)7年有余，并主動(dòng)向老教師或其他同行學(xué)習(xí)探討，發(fā)現(xiàn)除了要把握好該課程的學(xué)科特點(diǎn)外，對教學(xué)難點(diǎn)也要廣泛篩選、收集和研究，并結(jié)合教學(xué)方法進(jìn)行探討論證，[8-12]具體分析見表1及下文。

表1 若干教學(xué)難點(diǎn)與教材章節(jié)對應(yīng)一覽表

序號(hào) 教學(xué)難點(diǎn) 教材章節(jié)[1]

1 連續(xù)介質(zhì)假設(shè) 第一章緒論

2 隔離體受力分析 第一章緒論

3 流體相對平衡 第二章流體靜力學(xué)

4 流體靜力學(xué)基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學(xué)

5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)

7 理想流體動(dòng)力學(xué)、實(shí)際流體動(dòng)力學(xué) 第四章理想流體動(dòng)力學(xué)和平面勢流、第五章實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

8 牛頓一般相似原理、單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則 第六章量綱分析和相似原理

9 普朗特混和長度理論 第七章流動(dòng)阻力和能量損失

10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流

11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流

12 滲流 第十一章滲流

二、環(huán)境類工程流體力學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)與教學(xué)方法銜接技巧分析

連續(xù)介質(zhì)假設(shè)（序號(hào)1）是工程流體力學(xué)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻，但是作為一門新課程的開始，學(xué)生往往很難接受這樣的模型假設(shè)。因此，宜采用討論法處理該問題，討論法的難點(diǎn)是避免討論課的無計(jì)劃性。質(zhì)點(diǎn)的概念對于研究流體運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的，但是有大半學(xué)生掌握不到要領(lǐng)。具體體現(xiàn)在，把流體質(zhì)點(diǎn)的概念與物理學(xué)剛體質(zhì)點(diǎn)的概念混淆，覺得二者完全一致，沒有特殊涵義。面對這一問題，與學(xué)生針對兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念進(jìn)行詳細(xì)的機(jī)理分析是很必要的。連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的核心理念是流體質(zhì)點(diǎn)概念的提出，流體質(zhì)點(diǎn)是這樣定義的：流體質(zhì)點(diǎn)是指尺度大小同一切流動(dòng)空間（流場）相比微不足道又含有大量分子，具有一定質(zhì)量的流體微元；物理學(xué)中的剛體如果只發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)的話，該剛體可簡化成質(zhì)點(diǎn)處理，即用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)代替剛體，使物理運(yùn)算變得很方便。因此，這兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”概念有著不同的涵義，流體的主要特點(diǎn)之一就是易流動(dòng)性，流場的形狀受制于邊界條件，流場在流動(dòng)過程中，邊界形狀不斷變化，所以，流場形狀也在不斷變化，因此，流體質(zhì)點(diǎn)不能替代流場，而是由大量的流體質(zhì)點(diǎn)組成連續(xù)介質(zhì)，填充整個(gè)流場。

工程流體力學(xué)本質(zhì)上講是力學(xué)問題，需要在解題前進(jìn)行受力分析（序號(hào)2）。在中學(xué)物理學(xué)中，受力分析貫穿始終，為中學(xué)生所熟知。所以，該部分的學(xué)習(xí)推薦采用自學(xué)指導(dǎo)法和對比分析法，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。由于流場形狀受制于邊壁，流體的受力分析規(guī)律性不明顯，這與中學(xué)物理學(xué)的剛體受力分析區(qū)別較大。流體受力分析，均可從兩個(gè)方面進(jìn)行，即質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力包括重力和慣性力，屬于遠(yuǎn)程力，作用在整個(gè)流場的所有質(zhì)點(diǎn)上，其中，慣性力的存在與否取決于坐標(biāo)系的選擇。如果選擇慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定不存在；如果選擇非慣性坐標(biāo)系，則慣性力肯定存在。表面力包括切應(yīng)力和壓應(yīng)力，概念的內(nèi)涵與剛體的表面力相似，切應(yīng)力和壓應(yīng)力之間的區(qū)別在于作用力方向的不同。

很多學(xué)生不了解學(xué)習(xí)流體相對平衡（序號(hào)3）的意義何在，根據(jù)該知識(shí)的特點(diǎn)，可采用探究發(fā)現(xiàn)法處理該部分內(nèi)容。流體相對平衡的意義，在于將特殊的運(yùn)動(dòng)問題轉(zhuǎn)化成相對靜止的問題，從而使計(jì)算得到簡化。當(dāng)整個(gè)流場與固體邊壁無相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇非慣性坐標(biāo)系，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理引入慣性力，可用相對平衡條件來處理該問題，即對隔離體采用受力平衡條件，可使計(jì)算過程大大簡化。

中學(xué)物理學(xué)所熟悉的流體靜力學(xué)基本方程（）和阿基米德原理（F浮=ρgV排），二者如何從流體靜力學(xué)的角度來重新定義（序號(hào)4），也是這一章的難點(diǎn)。該難點(diǎn)的講解宜采用啟發(fā)性談話法，該方法一定要注意談話內(nèi)容的設(shè)計(jì)合理性，以期對整個(gè)談話過程有的放矢。流體靜力學(xué)基本方程的限定條件是質(zhì)量力僅有重力，也就是說，坐標(biāo)系為慣性坐標(biāo)系。如果將其推廣到非慣性坐標(biāo)系，則計(jì)算方法應(yīng)為歐拉平衡微分方程的積分式，歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎(chǔ)上的。該部分需要學(xué)生將流體靜力學(xué)基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進(jìn)行對照。阿基米德原理是計(jì)算浮力的基本原理為中學(xué)生所熟知，在中學(xué)物理中往往解釋成由實(shí)驗(yàn)研究獲得，實(shí)際上在大學(xué)工程流體力學(xué)中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應(yīng)使其意義更廣泛。

流動(dòng)現(xiàn)象如何用數(shù)學(xué)語言描述，這是流體力學(xué)建立的基礎(chǔ)，該難點(diǎn)的處理宜采用講授法。描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有兩種，即拉格朗日法和歐拉法（序號(hào)5）。拉格朗日法是從流場中選擇關(guān)鍵性流體質(zhì)點(diǎn)組成流體質(zhì)點(diǎn)系，跟蹤每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)，研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而總結(jié)出質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而推演出整個(gè)流場運(yùn)動(dòng)規(guī)律，該方法概念清晰，但是分析和計(jì)算過程復(fù)雜。歐拉法是從流場中選擇有代表性的空間點(diǎn)，分析這些空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而總結(jié)出整個(gè)流場運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在計(jì)算流體力學(xué)中，常常采用拉格朗日法，在工程流體力學(xué)中常常采用歐拉法。

流體微元運(yùn)動(dòng)的基本形式包括平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、角變形、線變形等。在流體微元內(nèi)部，如果已知其中一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素，在微元內(nèi)其他空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素可以用已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素表達(dá)出來，該定理稱為亥姆霍茲速度分解定理（序號(hào)6）。很多學(xué)生對該定理存在疑問：微元內(nèi)部這兩個(gè)空間點(diǎn)之間怎么會(huì)存在聯(lián)系？該問題適合采用探究發(fā)現(xiàn)法進(jìn)行介紹，教師可首先將其轉(zhuǎn)化成高等數(shù)學(xué)的模型，提示學(xué)生用微積分的方法來處理，具體而言，二者之間的聯(lián)系是通過高等數(shù)學(xué)中的泰勒公式建立的。

理想流體動(dòng)力學(xué)和實(shí)際流體動(dòng)力學(xué)（序號(hào)7）在工程流體力學(xué)中是可以合并講授的，采用系統(tǒng)講授法更合適，這樣更有利于知識(shí)的完整性。流體動(dòng)力學(xué)主要涉及三大方程的后兩個(gè)，即能量方程和動(dòng)量方程。首先介紹理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程和實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程，前者也稱為歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程，后者也稱為N-S方程，這兩個(gè)重要方程均由牛頓第二定律推導(dǎo)獲得，二者可作為計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)，由此也可推導(dǎo)出能量方程。另一點(diǎn)需要注意，能量方程有兩種形式，理想流體能量方程和實(shí)際流體能量方程，前者可以統(tǒng)一到后者中去，由于實(shí)際流體存在粘滯力，可產(chǎn)生能量損失，即單位重量流體從計(jì)算斷面1-1運(yùn)動(dòng)到計(jì)算斷面2-2時(shí)的平均能量損失；如果是理想流體，則粘滯力不存在，產(chǎn)生的能量損失為0。

量綱分析和相似原理主要涉及到（動(dòng)力）相似準(zhǔn)則里的牛頓一般相似原理和單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則之間的辯證關(guān)系（序號(hào)8）。該部分知識(shí)瑣碎，宜采用講授法。兩個(gè)流動(dòng)，即原型和模型流動(dòng)，如果要實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似，幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎(chǔ)，動(dòng)力相似是保證，運(yùn)動(dòng)相似是目標(biāo)。如果要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相似，需要對應(yīng)空間點(diǎn)處各個(gè)同名力方向相同，大小成固定比例，這稱為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下，原型和模型的幾何形狀和大小完全一致，失去了模型實(shí)驗(yàn)可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此，所以提出單項(xiàng)力相似準(zhǔn)則，在流動(dòng)中起主導(dǎo)作用的力往往只有一種，這是流動(dòng)現(xiàn)象的特點(diǎn)，所以如果在原型和模型中，起主導(dǎo)作用的力相似的話，可認(rèn)為二者的動(dòng)力相似已實(shí)現(xiàn)。

普朗特混和長度理論（序號(hào)9）是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生感覺該部分不知所云。比如說，該半經(jīng)驗(yàn)理論的意義是什么，問題從何而來？該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以分為時(shí)均流速和脈動(dòng)流速，時(shí)均流速產(chǎn)生時(shí)均切應(yīng)力，脈動(dòng)流速產(chǎn)生附加切應(yīng)力，時(shí)均切應(yīng)力的計(jì)算采用牛頓內(nèi)摩擦定律，附加切應(yīng)力計(jì)算采用脈動(dòng)流速計(jì)算，即，其中脈動(dòng)流速ux’和uy’計(jì)算困難，需要通過普朗特混和長度理論進(jìn)行計(jì)算，該理論通過將湍流脈動(dòng)與理想氣體自由程理論進(jìn)行類比，提出自由程概念，從而將脈動(dòng)速度與時(shí)均速度建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了附加切應(yīng)力的計(jì)算可行性。

孔口、管嘴出流和有壓管流（序號(hào)10）是研究水力設(shè)備和輸配水管網(wǎng)的基礎(chǔ)，這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長管、管網(wǎng)，對這些模型的深入研究需要采用上冊流體動(dòng)力學(xué)的連續(xù)性方程和能量方程，在深入分析流動(dòng)規(guī)律后，可得最一般的規(guī)律性，即流量和斷面平均流速的計(jì)算公式。這部分可以看成針對幾種特殊邊界應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方程來求解計(jì)算題，所以在介紹了孔口或短管以后，其他形式的邊界流動(dòng)由學(xué)生通過練習(xí)法和討論法來自學(xué)，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。

在緩流中，為控制水位和流量而設(shè)置的頂部溢流的障壁稱為堰，緩流經(jīng)堰頂溢流的局部水流現(xiàn)象稱為堰流（序號(hào)11）。在環(huán)境類專業(yè)中，堰是常用的溢流集水設(shè)備和量水設(shè)備，在一確定的堰流中，流量與其它特征量的關(guān)系明確。薄壁堰可在環(huán)境類構(gòu)筑物中作為出水設(shè)施，如二次沉淀池出水等。該部分內(nèi)容生疏，宜采用演示法和講授法。

滲流（序號(hào)12）是指流體在孔隙介質(zhì)中流動(dòng)，該流動(dòng)狀態(tài)在地下水中廣泛存在，對地下取水井的設(shè)計(jì)往往要采用該模型的相關(guān)理論。該部分多在研究生階段深入學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語

工程流體力學(xué)在環(huán)境類專業(yè)中的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義重大，在注冊環(huán)保工程師基礎(chǔ)考試中份額可觀。該課程學(xué)習(xí)難點(diǎn)頗多，對于本科生來說學(xué)習(xí)的壓力較大，需要教師在知識(shí)點(diǎn)梳理、難點(diǎn)篩選、師生溝通、教學(xué)方法總結(jié)等方面多做工作，筆者通過對環(huán)境類專業(yè)工程流體力學(xué)教學(xué)的自身體會(huì)完成此文，希望對教學(xué)一線的教師有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；教學(xué)改革；探討

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

流體力學(xué)是一門研究流體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律以及流體與物體之間的相互作用力的學(xué)科，它作為一門嚴(yán)密的且應(yīng)用面很廣的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，也是土木、機(jī)械、動(dòng)力、水利、環(huán)境等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。改革開放以來，雖然各院校在該課程教學(xué)實(shí)踐中都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)并取得了不少成果，但是在該課程建設(shè)中仍存在著許多問題。論文結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革以及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面探討提高流體力學(xué)教學(xué)水平的方法。

一、 流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

流體力學(xué)是一門主要研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)，具有理論性強(qiáng)、工程實(shí)際應(yīng)用廣、概念和方程較多且易混淆、對學(xué)生高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析和處理問題能力要求較高等特點(diǎn)。流體力學(xué)建立在理論、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)三大技術(shù)手段之上，是化工、土木、機(jī)械等眾多學(xué)科或?qū)I(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科。另外，流體力學(xué)在環(huán)境工程設(shè)計(jì)和實(shí)際工程中也有著廣泛的應(yīng)用，是水處理設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用的必備知識(shí)，以及生態(tài)分析的重要理論基礎(chǔ)。同時(shí)，流體力學(xué)是環(huán)境工程與其他學(xué)科體系溝通的橋梁，這個(gè)橋梁作用是其他基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課無法替代的，直接影響到環(huán)境工程學(xué)科體系的完善性。因此，提高流體力學(xué)課教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生學(xué)好本門課程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和創(chuàng)新能力，對流體力學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展顯得十分必要。

目前國內(nèi)院校的流體力學(xué)課程教學(xué)過程大體可歸納為“課前預(yù)習(xí)、課堂教師講授、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、課后教師評閱”的四段串行模式。實(shí)踐證明，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在強(qiáng)化理論教學(xué)成果以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)方面效果比較顯著，然而在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面卻收效甚微。原因在于：①理論教學(xué)中注重經(jīng)驗(yàn)理論與公式的講解，而公式多且乏味，導(dǎo)致教師難教，學(xué)生難懂，課堂教學(xué)缺乏生動(dòng)性。另外，本科流體力學(xué)理論教學(xué)模式多為填鴨式教育，對學(xué)生而言，流體力學(xué)課缺少客觀體驗(yàn)，理論抽象，不易理解，而由此帶來了一系列的問題是現(xiàn)在流體力學(xué)課程教學(xué)的主要障礙；②目前，大部分院校的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，每一學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)完全相同，教師由實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)評定實(shí)驗(yàn)成績。雖然實(shí)驗(yàn)有利于增進(jìn)學(xué)生對理論知識(shí)的理解，但此手段不能激發(fā)學(xué)生的積極性，無法體現(xiàn)學(xué)生的主體性，也不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性[1]。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在按既定的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案實(shí)踐的過程中，學(xué)生所得到的主要是從理論知識(shí)到實(shí)踐成果的收獲，而教師的作用主要是理論知識(shí)的傳授，具體實(shí)驗(yàn)的演示、引導(dǎo)與糾錯(cuò)，甚至有時(shí)會(huì)耳提面命，因此學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的創(chuàng)造性很難有機(jī)會(huì)得到展示。

因此，采用一種有效的教學(xué)方法進(jìn)行流體力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，以提高流體力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，并對相關(guān)專業(yè)產(chǎn)生積極的影響，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性的培養(yǎng)非常有必要。

二、 培養(yǎng)學(xué)生對邏輯思維的興趣

學(xué)生對任何概念和公式的形成、理解有一個(gè)過程，而在流體力學(xué)中，這些概念、公式又較為抽象，要求學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，因此，根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)的快慢，耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生對邏輯思維的興趣，使他們產(chǎn)生對邏輯推理的愛好，就成為教學(xué)中的關(guān)鍵。例如，流體力學(xué)中的三大方程――連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程需通過輸運(yùn)公式逐步推導(dǎo)而來，如此的教學(xué)安排便使知識(shí)較為系統(tǒng)、連貫、緊湊，并有利于認(rèn)識(shí)各個(gè)方程的物理意義。而輸運(yùn)公式的推導(dǎo)由于邏輯性較強(qiáng)，講授時(shí)就需要花費(fèi)較多的學(xué)時(shí)和精力來理清邏輯思路，理解每一步推導(dǎo)中的物理含義和數(shù)學(xué)要領(lǐng)，使學(xué)生對輸運(yùn)公式有一個(gè)清晰準(zhǔn)確地理解。最后，將輸運(yùn)公式中的物理量換成質(zhì)量、動(dòng)量、能量即可得出連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程，如此便形成了較為完整的邏輯演繹體系。此種方式不僅使理論教學(xué)更加清晰明了，而且會(huì)使學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的知識(shí)接受產(chǎn)生極大興趣，具有更加強(qiáng)烈的探索感和求知欲。

三、 教學(xué)方法探討

教學(xué)方法作為聯(lián)結(jié)教師和學(xué)生的重要紐帶，在提高教學(xué)質(zhì)量方面起著重要的保證作用。為了更好地適應(yīng)學(xué)科發(fā)展要求，工科“流體力學(xué)”課程方法的改革勢在必行，作者結(jié)合自身多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對該課程特點(diǎn)，認(rèn)為應(yīng)該在以下幾個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)方法改革。

（1）重視緒論課的作用

部分教師認(rèn)為緒論課僅是對流體力學(xué)的簡單介紹，作用不大，所以對緒論的授課過程照本宣科、枯燥無味。其實(shí)緒論課對整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的成功與否起了至關(guān)重要的作用，它不僅是學(xué)生了解流體力學(xué)課程的窗口，也是教師教學(xué)水平的第一次展示。

講授緒論課的較好方法是介紹流體力學(xué)的成就、發(fā)展方向、廣闊前景及其在國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用等。教師要注重講解流體力學(xué)知識(shí)在工程中的應(yīng)用，特別是教師自己承擔(dān)的科研項(xiàng)目，以展示流體力學(xué)在科學(xué)和工程技術(shù)中所取得的輝煌成就[2]。例如，通過介紹流體力學(xué)理論在“神舟號(hào)”系列飛船上的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生明白流體力學(xué)這門相對古老的學(xué)科還具有旺盛的生命力；通過介紹美國華盛頓州的塔科馬懸索橋在1940年秋天的大風(fēng)中倒塌的例子，說明在實(shí)際工程中忽視流體力學(xué)會(huì)造成巨大的災(zāi)難[3]。另外，流體力學(xué)的發(fā)展史對于激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也有著非常重要的作用。在上課的同時(shí)，要善于借助互聯(lián)網(wǎng)，及時(shí)的將一些重要理論的發(fā)展過程、重要研究成果展現(xiàn)在學(xué)生的面前[4]。

（2）從實(shí)例中引出教學(xué)內(nèi)容

流體力學(xué)雖有概念多、邏輯性強(qiáng)、理論上較難理解的特點(diǎn)，但卻與生活和生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。在具體教學(xué)內(nèi)容的講解過程中，穿插一些生活中的現(xiàn)象，并結(jié)合課本中的理論“雙管齊下”，利用學(xué)生求趣、求新、求知的心理，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教學(xué)內(nèi)容。例如，在講流體粘性時(shí)，比較水的粘性和油的粘性；在講流體靜力學(xué)知識(shí)時(shí)，可講一些水庫垮壩事件，主要是設(shè)計(jì)時(shí)有缺陷和施工存在著質(zhì)量問題，不能承受水對壁面的靜壓力。另外，還可以進(jìn)行一些相關(guān)事例的延伸，如是否建設(shè)三峽工程時(shí)流體力學(xué)專家的爭論，通過分析得到的建設(shè)三峽工程必要性的結(jié)論等，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到學(xué)好流體力學(xué)的重要性[5]。利用這些鮮活的事例，使課堂教學(xué)更生動(dòng)、更有意義。

（3）師生互動(dòng)，培養(yǎng)良好學(xué)風(fēng)

調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，是加強(qiáng)流體力學(xué)教學(xué)效果的重要條件。作者在每次講課后都會(huì)對本次課程的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，然后下次課隨機(jī)抽取部分學(xué)生回顧上次課的內(nèi)容，并讓其他學(xué)生作出補(bǔ)充和建議。在課堂上，多為學(xué)生提供隨堂練習(xí)的機(jī)會(huì)，師生互相之間進(jìn)行探討和思考，針對練習(xí)中的問題講解做題思路和方法，給予糾正和補(bǔ)充。這種授課模式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，課堂氣氛活躍，有利于拓寬學(xué)生的思維深度，查漏補(bǔ)缺。學(xué)風(fēng)對于任何一門課程教學(xué)的成功與否都起到了非常關(guān)鍵的作用，所以從第一堂課、第一次作業(yè)就要嚴(yán)格要求學(xué)生，對作業(yè)的批改做到一絲不茍，指出其作業(yè)中的各種問題并要求其修改。例如，要求學(xué)生對作業(yè)中的每道題，在解答時(shí)必須寫出已知、求解，并畫出相應(yīng)圖示，這些小細(xì)節(jié)可以幫助學(xué)生以簡明的方式加深理解題意，取得了較好的效果。

（4）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)

流體力學(xué)按研究方法可以分為理論流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)。實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)是理論流體力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，是計(jì)算流體力學(xué)的檢驗(yàn)依據(jù)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在流體力學(xué)教學(xué)中有著極其重要的地位。流體力學(xué)中的公式繁多，難以記憶，難以理解，通過實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生對公式的感性認(rèn)識(shí)，有助于學(xué)生深刻理解公式和概念的物理意義。例如，在講解伯努利方程意義的時(shí)候，單從公式上講解并不形象，通過能量方程實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生非常直觀的理解伯努利方程中每一項(xiàng)對應(yīng)的意義。對于沒有開的實(shí)驗(yàn)課，通過在網(wǎng)絡(luò)上收集照片、視頻等展示給學(xué)生，也可提高學(xué)生對理論知識(shí)的理解[6]。

（5）傳統(tǒng)教學(xué)方式和多媒體技術(shù)互補(bǔ)

過去，流體力學(xué)課程在教學(xué)手段上采用板書教學(xué)，這種方式能夠在教師的書寫和同步的講解中促進(jìn)學(xué)生的積極思維與參與意識(shí)，但對教學(xué)內(nèi)容中比較抽象的概念、復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象和流動(dòng)規(guī)律，很難用語言和文字準(zhǔn)確、形象地描述。多媒體教學(xué)最大的優(yōu)點(diǎn)是形象、生動(dòng)、具體、直觀、易于理解且信息量大，但也有不能突出推導(dǎo)過程和思維、學(xué)生對知識(shí)的掌握比較膚淺的一些弊端。將傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體技術(shù)綜合應(yīng)用于教學(xué)過程是一種很好的方法，在講授偏重于推導(dǎo)過程的內(nèi)容時(shí)采用傳統(tǒng)授課方式，而講授直觀形象的內(nèi)容時(shí)采用多媒體教學(xué)方法，做到取長補(bǔ)短、優(yōu)化組合，會(huì)獲得較好的教學(xué)效果[7]。

四、師資隊(duì)伍的建設(shè)

為適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，教師不僅要掌握先進(jìn)的教學(xué)手段，而且要努力研究實(shí)施素質(zhì)教育的教學(xué)方法。在實(shí)際教學(xué)過程中，要靈活應(yīng)用各種教學(xué)方法，并且要善于歸納總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，虛心向有經(jīng)驗(yàn)的教師請教，同時(shí)要高度重視學(xué)生的反饋信息，不斷調(diào)整自己的教學(xué)思路，只有這樣才能逐步提高自己的教學(xué)水平。社會(huì)發(fā)展對教師的自身素質(zhì)提出了更高的要求，教師要明確教學(xué)水平的提高和發(fā)展是一個(gè)畢生的過程，教師應(yīng)該不斷開闊視野，更新知識(shí)體系，才能形成對流體力學(xué)更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。

五、 結(jié)論

論文結(jié)合流體力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，從學(xué)生興趣培養(yǎng)、教學(xué)方法改革及師資隊(duì)伍建設(shè)三方面論述的教學(xué)方法，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，使枯燥的流體力學(xué)課堂變得生動(dòng)活潑，多方面激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性及創(chuàng)造性。將上述方法運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效的提高流體力學(xué)課程的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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篇3

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

摘要：啟發(fā)式教學(xué)是現(xiàn)代教育研究當(dāng)中的一個(gè)重要課題，尤其是在高等教育全面改革的大背景下，通過啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新，讓學(xué)生的個(gè)性自由發(fā)揮，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和熱情，促進(jìn)學(xué)生身心的健康發(fā)展。本文主要探討的是啟發(fā)式教學(xué)在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中的運(yùn)用，徹底摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體，通過教師的啟發(fā)引導(dǎo)，讓學(xué)生更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 ：工程流體力學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐；運(yùn)用

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-2596（2015）03-0274-02

一、引言

《工程流體力學(xué)》是我國普通高等學(xué)校工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是一門研究液體和氣體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及應(yīng)用的學(xué)科。工程流體力學(xué)在土木工程、能源、動(dòng)力、環(huán)境、設(shè)備、化工、航空以及國防等領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用，尤其是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生需要掌握系統(tǒng)、全面的《工程流體力學(xué)》理論知識(shí)，通過學(xué)習(xí)本課程，確保學(xué)生能夠熟練地掌握流體力學(xué)的基本概念和原理，通過實(shí)驗(yàn)操作能夠?qū)⒗碚撝R(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，為日后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。鑒于此，本文主要探討啟發(fā)式教學(xué)在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中的運(yùn)用。

二、《工程流體力學(xué)》傳統(tǒng)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變

《工程流體力學(xué)》是工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是力學(xué)的一個(gè)重要分支，主要目的是為了將流體力學(xué)知識(shí)充分運(yùn)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。工程流體力學(xué)的研究方法主要包括實(shí)驗(yàn)研究、理論分析以及數(shù)值計(jì)算等。其中實(shí)驗(yàn)研究主要是利用各種實(shí)驗(yàn)儀器對流體現(xiàn)象進(jìn)行觀測分析，總結(jié)出流體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測，通常采用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析；理論分析主要是根據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒等定律，加以數(shù)學(xué)分析的手段，對流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析研究；數(shù)值計(jì)算則是利用數(shù)學(xué)語言將流體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律表達(dá)出來，從而獲得質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒以及能量守恒的計(jì)算方程，這些方程組合在一起成為流體力學(xué)基本方程組?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程設(shè)置的根本目的是為了讓學(xué)生熟練地掌握流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將其運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中，以此來解決各種與流體力學(xué)相關(guān)的問題，但是長久以來我們在課堂教學(xué)中所強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)點(diǎn)的灌輸，學(xué)生進(jìn)行機(jī)械化的記憶，缺乏創(chuàng)新，因此需要對傳統(tǒng)的教學(xué)理念進(jìn)行徹底改變。

（一）幫助學(xué)生建立流體力學(xué)的思維方式

《工程流體力學(xué)》的教學(xué)大綱要求學(xué)生能夠了解及應(yīng)用流體力學(xué)的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握流體力學(xué)的理論研究方法。在傳統(tǒng)教學(xué)理念中，課堂教學(xué)過分注重基本概念、基本理論和計(jì)算方法的學(xué)習(xí)，學(xué)生在應(yīng)試教育的環(huán)境中對書本上的知識(shí)進(jìn)行機(jī)械化的記憶，很大一部分學(xué)生對于知識(shí)點(diǎn)的記憶僅僅是為了完成考核任務(wù)，因此無法形成系統(tǒng)的知識(shí)體系，也無助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的思維方式，使其在日后工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到關(guān)于流體力學(xué)相關(guān)的問題時(shí)，無從下手。鑒于此，在現(xiàn)代教育理念下需要教師引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的流體力學(xué)知識(shí)體系，并學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思維方式對流體力學(xué)相關(guān)的問題進(jìn)行分析研究。①

（二）提高學(xué)生綜合分析應(yīng)用能力

《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)不僅要求學(xué)生建立科學(xué)的思維方式，還需要具備對流體力學(xué)知識(shí)的綜合分析和應(yīng)用能力。在傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響下，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)的積極性和熱情，對知識(shí)和計(jì)算公式的機(jī)械化記憶，無助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。②因此需要在《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生對知識(shí)進(jìn)行自主總結(jié)，通過對知識(shí)點(diǎn)的歸納總結(jié)，形成鮮明形象的記憶；與此同時(shí)在課后練習(xí)中需要增加綜合性，促進(jìn)學(xué)生對流體力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力

實(shí)驗(yàn)是《工程流體力學(xué)》教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來檢驗(yàn)一個(gè)理論或證實(shí)一種假設(shè)而進(jìn)行的一系列操作或活動(dòng)，從而更加清晰地理解和認(rèn)識(shí)流體力學(xué)規(guī)律。通常實(shí)驗(yàn)要預(yù)設(shè)“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、“?shí)驗(yàn)環(huán)境”，進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)操作”，最終以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的新聞形式發(fā)表“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。③在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，根本無法鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力，因此需要學(xué)生自主獨(dú)立的進(jìn)行試驗(yàn)操作，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確定實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)踐中不斷提高自己的操作和知識(shí)的運(yùn)用能力。

（四）充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位

傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)理念嚴(yán)重背離之處在于課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師往往處于主導(dǎo)地位，而作為教學(xué)活動(dòng)關(guān)鍵核心的學(xué)生群體則成為了知識(shí)的被動(dòng)接受者，單方面機(jī)械地完成課堂教學(xué)任務(wù)，無法真正達(dá)到教學(xué)的目的。這就要求，在課堂教學(xué)過程中，教師必須時(shí)刻關(guān)注教學(xué)同步，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，通過討論、提問等方式，讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)當(dāng)中，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的方法。④

三、啟發(fā)式教學(xué)的具體應(yīng)用

（一）啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)質(zhì)

啟發(fā)式教學(xué)源遠(yuǎn)流長，歷久彌新，“啟發(fā)”一詞最早源于古代教育家孔丘的“不憤不啟，不悱不發(fā)”。朱熹解釋說：“憤者，心求通而未得之意；悱者，口欲言而未能之貌。啟，謂開其意；發(fā)，謂達(dá)其辭?！睉嵟c悱是內(nèi)在心理狀態(tài)在外部容色言辭上的表現(xiàn)。就是說在教學(xué)前務(wù)必先讓學(xué)生認(rèn)真思考，已經(jīng)思考相當(dāng)長時(shí)間但還想不通，然后可以去啟發(fā)他；雖經(jīng)思考并已有所領(lǐng)會(huì)，但未能以適當(dāng)?shù)难赞o表達(dá)出來，此時(shí)可以去開導(dǎo)他。在現(xiàn)代教育理念當(dāng)中，啟發(fā)式教學(xué)主要是指教學(xué)活動(dòng)中教師依據(jù)課程學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)自覺地掌握知識(shí)的教學(xué)方法。啟發(fā)式教學(xué)可以很好地詮釋教育學(xué)之間的關(guān)系，通過設(shè)置問題情境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性和主動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力，并且通過教師的適當(dāng)引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和獨(dú)立解決問題的能力。⑤

（二）設(shè)置問題情境

啟發(fā)式教學(xué)的關(guān)鍵在于設(shè)置問題情境，同時(shí)也是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種有效方式。這就要求教師在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)中有目的、有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)各種情境，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索分析。在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過程中，學(xué)生遇到任何疑問都應(yīng)該及時(shí)提出，向同學(xué)和老師進(jìn)行探討。大量的教學(xué)實(shí)踐表明，提問可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)的積極性，通過提問鍛煉學(xué)生的探索欲和邏輯思維能力。⑥學(xué)生在啟發(fā)式教學(xué)模式下還應(yīng)該增加主動(dòng)性，尋找自己的興趣點(diǎn)，去鉆研。這樣學(xué)生才會(huì)有問題意識(shí)，可以提出問題，而不是在別人背后去解答問題。另外，設(shè)置問題情境要與實(shí)際生活相融合?？梢酝ㄟ^創(chuàng)設(shè)生活或工作式的教學(xué)情境，讓學(xué)生真正感受到《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)的多樣性以及前瞻性，通過不斷探索激發(fā)出學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)興趣以及好奇心。

（三）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性

在啟發(fā)式教學(xué)過程中，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，讓學(xué)生真正意義上成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主導(dǎo)者?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程需要打破傳統(tǒng)應(yīng)試教育的束縛，讓學(xué)生的積極性和主動(dòng)性得到充分釋放。教師組織學(xué)生進(jìn)行討論時(shí)，要注意學(xué)生的反映，激發(fā)起學(xué)生發(fā)的求知欲望，引導(dǎo)學(xué)生通過收集資料了解流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律以及這些規(guī)律在工程實(shí)際中的應(yīng)用，幫助他們對問題的獨(dú)立思考。例如教師可以列舉一些流體力學(xué)在生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的實(shí)例，使學(xué)生了解流體處于平衡及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律，加強(qiáng)理論概念與現(xiàn)實(shí)生活的相互聯(lián)系?？傊挥兄鲃?dòng)參與其中，學(xué)生才能對問題有一個(gè)深入的了解，并且能夠切身地投入自身全部的精力想方設(shè)法去解決當(dāng)前所面臨的問題，而教師則完全不用花費(fèi)大量的精力進(jìn)行講解，只需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹敢ぷ?，使學(xué)生的自學(xué)能力能夠充分發(fā)揮。⑦

實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手操作以及對知識(shí)運(yùn)用的最佳方式，借助實(shí)驗(yàn)也可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在問題情境環(huán)節(jié)中，學(xué)生大膽假設(shè)和創(chuàng)新提問以后，就需要通過實(shí)驗(yàn)對問題進(jìn)行模擬分析，并得到結(jié)論。在安全的保障下，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在教師的引導(dǎo)下，自己動(dòng)手去做，積極探索。這樣會(huì)對學(xué)習(xí)更有幫助，而這一過程會(huì)提高學(xué)生的研究熱情，也可以提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力。此外，在《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)過程中，學(xué)生還可以自由組合進(jìn)行某一問題的研究，當(dāng)假設(shè)足夠成立的情況下，通過查詢相關(guān)的文獻(xiàn)資料，并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室去尋找答案。這樣一來，學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)或者工作中，如果遇到問題，就可以真正獨(dú)立地進(jìn)行思考和研究。⑧

（四）建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍

建立輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍是啟發(fā)式教學(xué)實(shí)現(xiàn)的前提。而長久以的來灌輸式教學(xué)，讓教師成為課堂教學(xué)的主體，其高高在上的形象，讓不少學(xué)生產(chǎn)生畏懼感，這也使得學(xué)習(xí)氛圍過于凝重、刻板甚至拘束。因此在教學(xué)方式上需要打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，改掉以往死氣乏味的課堂教學(xué)，教師應(yīng)該是教學(xué)活動(dòng)的組織者和設(shè)計(jì)者，通過營造出民主、和諧、愉悅的課堂氣氛等方式更好地幫助學(xué)生調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性和積極性，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手，并且給學(xué)生提供更多的進(jìn)行流體力學(xué)討論研究的空間和機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在獨(dú)立思考、互相討論以及動(dòng)手操作中完成問題的發(fā)現(xiàn)與解決過程。此外，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生相互尊重、相互理解，課堂氣氛做到張弛有度。讓學(xué)生在合作交流中真正理解和掌握《工程流體力學(xué)》的理論知識(shí)和基本技能，使他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。⑨

綜上所述，啟發(fā)式課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。只有充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性，才能夠提高《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)的質(zhì)量。為此，本文總結(jié)了傳統(tǒng)教學(xué)模式下《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)的種種弊端，然后在此基礎(chǔ)上對啟發(fā)式教學(xué)的有效途徑進(jìn)行了深入研究。通過營造和諧的學(xué)習(xí)氛圍以及建立良好的師生關(guān)系，使《工程流體力學(xué)》課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)、形象。

注釋：

①張曉宏.高校研究型教學(xué)范式之探究——啟發(fā)式教學(xué)[J].教育探索，2007(3).

②朱昌流.論啟發(fā)式教學(xué)的有效實(shí)施[J].教育與職業(yè)，2007(18).

③李小川.工程流體力學(xué)教學(xué)改革模式的探索與實(shí)踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012(10).

④吳翊.啟發(fā)式教學(xué)再認(rèn)識(shí)[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011(1).

⑤劉全忠.關(guān)于工程專業(yè)流體力學(xué)課程教學(xué)改革的探討[J].教育教學(xué)，2014(1).

⑥Wuhan University、scientific Research Publishing.The Heuristic Teaching Practice Based on Innovative Thinking [A].Proceedings of Conference on Creative Education（CCE2012）.2012(5).

⑦朱輝，陳洪杰，劉飛.CDIO教育模式下工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].桂林航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(12).

⑧劉瑩.解立平.基于“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃的工程流體力學(xué)課程教學(xué)改革初探[J].時(shí)代教育，2014(2).

篇4

[論文摘要]論文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，提出了以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主、以現(xiàn)代化教學(xué)手段為輔的教學(xué)方法。結(jié)合實(shí)例講清楚基本概念，夠用為度重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用是常規(guī)教學(xué)應(yīng)遵循的模式，并與多媒體輔助教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，達(dá)到提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、前言

《流體力學(xué)》是研究流體所遵循的宏觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體和周圍物體之間的相互作用規(guī)律的科學(xué)，它建立在現(xiàn)場觀測、實(shí)驗(yàn)室模擬、經(jīng)典理論分析、數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撔?、原理的抽象性、概念多、方程推?dǎo)繁雜等特點(diǎn)，對學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)知識(shí)及綜合分析與處理問題能力的要求較高，因而大部分學(xué)生覺得該課程抽象、枯燥、難懂，普遍缺乏對流體力學(xué)理論的感性認(rèn)識(shí)，都有某種程度的畏懼感，導(dǎo)致教師難教、學(xué)生難懂成為較普遍的現(xiàn)象。

我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、過程裝備與控制工程、土木工程、安全工程、采礦工程、環(huán)境工程、礦物加工工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、工程力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生都須具備不同程度的流體力學(xué)知識(shí)和技能，它是各專業(yè)后續(xù)課程如：液壓傳動(dòng)、水力學(xué)、流體機(jī)械、空氣調(diào)節(jié)、傳熱學(xué)等課程的基礎(chǔ)。

為此，作者通過教學(xué)實(shí)踐，就多樣化的教學(xué)方法、更新的教學(xué)內(nèi)容、引入高科技的教學(xué)手段等方面進(jìn)行探討，以期提高《流體力學(xué)》的教學(xué)質(zhì)量。

二、以傳統(tǒng)課堂教學(xué)為主

《流體力學(xué)》的課程體系分為基本理論、基本應(yīng)用和專門課題三大知識(shí)模塊，它要求學(xué)生具備扎實(shí)的微積分知識(shí)、力學(xué)知識(shí)等。學(xué)生在接觸流體力學(xué)課程伊始，對抽象的理論理解速度慢，對枯燥的公式及其推導(dǎo)過程容易厭煩，因而《流體力學(xué)》的教學(xué)應(yīng)該以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取知識(shí)主要是聽教師講課，通過板書教師細(xì)致耐心地闡述概念、推導(dǎo)公式、突出重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，以學(xué)生容易接受的講課速度，留給學(xué)生更多的思考和消化的時(shí)間，再配合上教師的表情、手勢、師生之間的互動(dòng)，會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果。

(一)結(jié)合實(shí)例，講清楚基本概念

流體力學(xué)的概念多、現(xiàn)象多，且很多概念和現(xiàn)象比較抽象，難以理解，諸如：拉格朗日法、歐拉法、流線、跡線、邊界層等。因而利用身邊的實(shí)例對這些抽象的概念進(jìn)行講解，例如在講授描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法——拉格朗日法和歐拉法時(shí)，學(xué)生們很難理解。為了將概念通俗化，上課時(shí)筆者以城市公共交通部門統(tǒng)計(jì)客運(yùn)量所采用兩種方法為例：①在每一輛公交車上安排記錄員，記錄每輛車在不同時(shí)刻（站點(diǎn)）上下車人數(shù)，此法類似于拉格朗日法的質(zhì)點(diǎn)跟蹤，它與跡線的定義對應(yīng)；②在每一公交站點(diǎn)安排記錄員，記錄不同時(shí)刻經(jīng)過該站點(diǎn)車輛的上下車人數(shù)，此法等同于歐拉法，與流線的定義對應(yīng)。

在講解伯努利方程原理的時(shí)候，例舉1912年“豪克”號(hào)鐵甲巡洋艦與同行疾駛“奧林匹克”號(hào)遠(yuǎn)洋輪相撞的船吸現(xiàn)象，讓學(xué)生清楚掌握流體的壓強(qiáng)與它的流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越??；反之亦然。

概念是公式推演的基石，沒有準(zhǔn)確的概念，后續(xù)的公式推演幾乎難以為繼，清晰的概念會(huì)使公式的講解和推演變得更加簡易。利用淺顯易懂的生活實(shí)例來闡述抽象的概念及其之間的內(nèi)部聯(lián)系和區(qū)別，教師易教、學(xué)生易懂，將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

（二）以用為度，重點(diǎn)突出理論公式的應(yīng)用

伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，是流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，始終貫穿著整篇教材。在講解該理論公式的時(shí)候，先從容易理解的靜力學(xué)平衡微分方程推導(dǎo)開始，強(qiáng)調(diào)公式所依據(jù)的原理是牛頓第二定律，假設(shè)條件是平衡、理想、靜止的流體，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生如何理解公式各項(xiàng)的幾何意義和物理含義，掌握公式的實(shí)際應(yīng)用。這樣學(xué)習(xí)到后面的動(dòng)力學(xué)伯努利方程時(shí)，先易后難、循序漸進(jìn)，學(xué)生就覺得不會(huì)那么深?yuàn)W。在講解相對平衡的流體壓強(qiáng)分布規(guī)律時(shí)，就要求學(xué)生必須掌握推導(dǎo)過程，因?yàn)樗诮鉀Q一般平衡流體內(nèi)部的壓強(qiáng)分布規(guī)律及其對固體壁面的作用力問題時(shí)非常重要。而對于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程的學(xué)習(xí)，只強(qiáng)調(diào)記住結(jié)論和理解公式中各個(gè)物理量的含義。這樣做，有效地避免了大量公式繁瑣的推導(dǎo)給學(xué)生帶來的畏難情緒，也能夠做到以用為度、重點(diǎn)突出。

不可否認(rèn)，依靠粉筆與黑板的教學(xué)條件、以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)形式單一，教學(xué)手段不先進(jìn)，教學(xué)效率不高，適應(yīng)不了課程教學(xué)學(xué)時(shí)少、受教育學(xué)生數(shù)增加的情況。

三、以現(xiàn)代化的教學(xué)手段為輔

當(dāng)前以計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)為主的現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)普遍地應(yīng)用于高校的教學(xué)中。制作教學(xué)用的視頻、多媒體軟件、電子課件等素材，作為課堂教學(xué)有力的輔助教學(xué)手段，可以在有限的時(shí)間內(nèi)，利用圖文并茂的信息傳播方式，將課程內(nèi)容及有關(guān)背景資料以影像、圖片等形式，直觀地傳播給學(xué)習(xí)者，將流體力學(xué)中抽象的概念和理論具體化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能夠從感性認(rèn)識(shí)開始，逐步上升到理性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而能夠達(dá)到運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。

結(jié)合流體力學(xué)精品課程的建設(shè)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制作了流體力學(xué)多媒體電子教案，并在教學(xué)過程中不斷完善，逐步取得了良好的教學(xué)效果。在設(shè)計(jì)與制作多媒體課件時(shí)，遵循課堂教學(xué)的基本規(guī)律，既發(fā)揮傳統(tǒng)板書教學(xué)中容易帶動(dòng)學(xué)生思路、逐條在黑板上書寫的特點(diǎn)，在課件制作中根據(jù)講解的進(jìn)度逐條展現(xiàn)公式條目等內(nèi)容，同時(shí)又將難以理解、難以用語言描述的拉格朗日法和歐拉法、流線、邊界層和紊流等抽象概念和流動(dòng)現(xiàn)象，以多媒體的方式在課堂上直觀地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生建立清晰的印象。教學(xué)團(tuán)隊(duì)收集、制作了大量的多媒體素材，例如在講解雷諾判據(jù)的時(shí)候，制作了雷諾實(shí)驗(yàn)的FLIASH素材，以動(dòng)畫的形式向?qū)W生展示了流體流動(dòng)的兩種不同狀態(tài)，以及流態(tài)判據(jù)—雷諾數(shù)與流動(dòng)速度、管徑、流體種類有關(guān)系。運(yùn)用多媒體輔助手段表達(dá)后，能夠幫助學(xué)生很好地理解課程的重、難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。利用多媒體技術(shù)，還可以制作需占用大量時(shí)間板書和不易通過板書表述的內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。

多媒體教學(xué)的內(nèi)容一定要做到提綱挈領(lǐng)、重點(diǎn)突出，有所為有所不為。多媒體技術(shù)沒有好壞之分，只有合理使用與不當(dāng)使用之別。但是實(shí)踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)有的教師完全拋棄以往的黑板式教學(xué)模式，離開多媒體手段就上不了課；有的教師將教材內(nèi)容全部照搬到了課件中，自己就成了的幻燈片放映員，“照機(jī)宣科”；有的教師制作的多媒體課件過分追求課件的美觀性，界面過于華麗，淡化了教學(xué)重點(diǎn)；也有的教師忽略學(xué)生對課件內(nèi)容理解消化的時(shí)間，致使學(xué)生的思維跟不上教師講解的速度，降低了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象將會(huì)造成一種新形式的“滿堂灌”，只不過是由“人灌”變成“機(jī)灌”而已。

四、總結(jié)

流體力學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)教學(xué)模式能夠?qū)⑶昂笾R(shí)貫通，突出重點(diǎn)，化煩就簡、引入實(shí)例形象闡述概念原理，促進(jìn)知識(shí)的系統(tǒng)化進(jìn)程；多媒體教學(xué)能將難于理解的知識(shí)通過圖文、音像生動(dòng)地顯現(xiàn)出來，幫助學(xué)生理解性記憶。借助于先進(jìn)的教學(xué)手段，將多媒體輔助教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來，力求課堂教學(xué)的形式和方法多樣化，既能保證課堂信息量大，又能避免單純多媒體授課的不足，才能提高教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量。以上是筆者在流體力學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，愿與同行共同切磋。

基金項(xiàng)目：2009年安徽省教育廳《流體力學(xué)》精品課程

[參考文獻(xiàn)]

[1]許賢良,王傳禮,張軍等．流體力學(xué)[M]．北京:國防工業(yè)出版社,2006．

篇5

【關(guān)鍵詞】專業(yè)認(rèn)證流體力學(xué)教學(xué)改革考核方式

1.教學(xué)現(xiàn)狀及分析

流體力學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要的先修課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)等。由于流體力學(xué)對知識(shí)儲(chǔ)備要求高，研究對象又是不具固定形狀的流體，其理論教學(xué)比較抽象，因此教學(xué)現(xiàn)狀有以下幾個(gè)特點(diǎn)。課堂教學(xué)盡管采用多媒體方式，但流體力學(xué)的理論性太強(qiáng)，使得現(xiàn)有的多媒體教學(xué)課件形式單一，內(nèi)容不夠豐富，導(dǎo)致教學(xué)仍以口授與板書為主，課堂互動(dòng)性明顯不足，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性、積極性；缺乏實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)；缺少有效的師生溝通平臺(tái)。由于師生交流少，容易造成“教”、“學(xué)”分離，給課程的教學(xué)效果大打折扣。

2.考核現(xiàn)狀及分析

現(xiàn)階段流體力學(xué)的考核方式，大部分仍然采取30%的平時(shí)成績和70%期末考試成績。本課程包含大量的經(jīng)驗(yàn)公式及公式推導(dǎo)過程，對比近兩年的學(xué)生成績，目前該課程的考核方式并不理想。

3.改革措施

3.1教學(xué)改革措施

流體力學(xué)課程需要掌握的概念多、公式多，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，需要教師對課程不斷開展改革探索。為解決目前流體力學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題，針對教學(xué)環(huán)節(jié)提出以下幾個(gè)改革方案。

3.1.1完善教學(xué)大綱

根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)一步修訂和完善教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，優(yōu)化學(xué)時(shí)分配。在保證《流體力學(xué)》基本概念、基本原理以及基本理論授課時(shí)間的基礎(chǔ)上對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革。比如，適當(dāng)增加數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)；導(dǎo)入課程最好用動(dòng)畫或者試驗(yàn)吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；適當(dāng)增加學(xué)生課后的作業(yè)，以討論性的分析和推導(dǎo)公式為主。

3.1.2增設(shè)案例及課堂討論環(huán)節(jié)

增加相關(guān)內(nèi)容的案例，設(shè)置科學(xué)問題，然后分組討論，引導(dǎo)學(xué)生分析問題。以流體靜力學(xué)的基本公式為例，通過電視節(jié)目中模擬的桶裂實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo)，提出問題，留有懸念。然后通過公式推導(dǎo)理論驗(yàn)證，最后給同學(xué)們討論的時(shí)間。另外，有條件的還可以專門設(shè)置一堂實(shí)驗(yàn)課，課上分組展示并講解學(xué)生在課下自行設(shè)計(jì)的桶裂實(shí)驗(yàn)。

3.2考核評價(jià)改革措施

增加平時(shí)考核的占比是課程改革的趨勢。根據(jù)專業(yè)認(rèn)證的要求，增加平時(shí)的教學(xué)工作量，為學(xué)生準(zhǔn)備與重點(diǎn)知識(shí)相關(guān)的小課題，增加課堂討論環(huán)節(jié)是一個(gè)新思路。根據(jù)課堂表現(xiàn)進(jìn)行部分考核，提高學(xué)生平時(shí)考核成績。從而去除純記憶類題目，只考核綜合理解類和綜合應(yīng)用類試題，適當(dāng)增加期末考核難度，以督促學(xué)生平時(shí)注意積累。

3.3自編應(yīng)用型教材

教材是學(xué)習(xí)的依據(jù)，作為機(jī)械類流體力學(xué)教材要體現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，突出應(yīng)用性。對于有經(jīng)驗(yàn)的教師，可以在總結(jié)多年知識(shí)積累和教學(xué)、科研成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)流體力學(xué)書籍，撰寫屬于自己的機(jī)械類教材《流體力學(xué)》。自編教材對學(xué)生而言更實(shí)用，體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。一是自編教材主要以教學(xué)大綱為依據(jù)，整體上與課堂教學(xué)具備較高的統(tǒng)一性。內(nèi)容編排按課堂教學(xué)節(jié)次循序漸進(jìn)，學(xué)生自學(xué)時(shí)，邏輯和思路清晰，課上課下的自然銜接，更具有啟發(fā)性；二是可以根據(jù)課上學(xué)生的反應(yīng)精簡方程式數(shù)學(xué)推導(dǎo)內(nèi)容和過程，盡量將抽象概念形象化、簡單化和透徹化，使之通俗易懂。或者在課堂上減少推導(dǎo)過程，而在書中將推導(dǎo)過程編寫的更加詳細(xì)，甚至添加多種推導(dǎo)方法，便于自學(xué)；三是理論聯(lián)系實(shí)際，集教學(xué)與科研成果于一體，使得課堂內(nèi)容具有較高的客觀性、有效性和科學(xué)性，如此更有利于解決實(shí)際問題，指導(dǎo)工程實(shí)踐和生產(chǎn)活動(dòng)；四是豐富例題和習(xí)題，除計(jì)算題外還設(shè)有簡答題、選擇題等多種題型，并給出參考答案。

篇6

關(guān)鍵詞 工程流體力學(xué) 成人教育 教育對象 互動(dòng)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TB126-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

流體力學(xué)的研究對象包括液體和氣體兩大物質(zhì)形態(tài)，流體力學(xué)的基本任務(wù)是建立描述流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時(shí)速度、壓強(qiáng)的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計(jì)算方法。在實(shí)際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。就某種意義而言，也正是在流體力學(xué)的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進(jìn)了這些工程領(lǐng)域的大力發(fā)展。工程流體力學(xué)是在闡述流體力學(xué)的基本理論基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述和研究流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用，工程流體力學(xué)廣泛應(yīng)用于動(dòng)力、水利、機(jī)械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環(huán)境等眾多領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。

1教材與教學(xué)內(nèi)容選取

“工程流體力學(xué)”教材種類繁多，但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學(xué)》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達(dá)式推導(dǎo)過程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學(xué)》（北京大學(xué)出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業(yè)的臨時(shí)教材。

“工程流體力學(xué)”的內(nèi)容繁雜、學(xué)科綜合性強(qiáng)，流體力學(xué)內(nèi)容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學(xué)歐拉方法的思路與物理及其它力學(xué)不同，學(xué)生理解、掌握起來有困難。鑒于成人教育對象數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的特點(diǎn)，在授課中應(yīng)盡量避免大量的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學(xué)內(nèi)容，在講解動(dòng)量定理、動(dòng)能定理和質(zhì)量守恒定理時(shí)，把輸運(yùn)定理作為主要的公式推導(dǎo)工具，著重強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)和掌握。

2授課目標(biāo)及教學(xué)方法

2.1 明確教育目標(biāo)的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實(shí)用性

成人教育是以提高社會(huì)從業(yè)人員的履職能力和適應(yīng)職業(yè)變化能力為目標(biāo)的教育，其教育內(nèi)容與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，以補(bǔ)充、改善成人的職業(yè)知識(shí)和技能為目的，實(shí)用性較強(qiáng)。

對于成人教育一定要明確教育目標(biāo)的特點(diǎn)，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學(xué)生）的特點(diǎn)可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）“成人”學(xué)生職業(yè)性強(qiáng)；

（2）“成人”學(xué)生都有固定的工作崗位，有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在某些方面的認(rèn)識(shí)和能力要強(qiáng)于授課老師；

（3）“成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課，例如數(shù)學(xué)和物理等的基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導(dǎo)；

（4）“成人”學(xué)生渴望獲取知識(shí)，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實(shí)際問題的理論知識(shí)。

總之，授課內(nèi)容的實(shí)用性是教學(xué)的關(guān)鍵問題之一，授課內(nèi)容實(shí)用“成人”學(xué)生才愛聽，效果才好。

3教學(xué)手段和教學(xué)方法

3.1加強(qiáng)理論知識(shí)的講授

成人教育的對象多數(shù)為參加工作多年和未受過正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學(xué)生，他們又有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。從筆者實(shí)際函授授課的經(jīng)驗(yàn)來看， “成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課尤以高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)最為薄弱，然而流體力學(xué)的主要工具就是數(shù)學(xué)。

3.2采用導(dǎo)學(xué)+啟發(fā)式方法授課

實(shí)行“導(dǎo)學(xué)式”教學(xué)模式。即，貫徹“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，在教學(xué)中實(shí)行啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用。所謂互動(dòng)式教學(xué)，是在教學(xué)中教與學(xué)雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎(chǔ)上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點(diǎn)碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動(dòng)性，拓展創(chuàng)造性思維，以達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。這種講課的方式，不是老師一個(gè)人講，而是啟發(fā)學(xué)生思考。

“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論講解比較枯燥，為了提高教學(xué)效果，經(jīng)常在課堂上提出問題和例題，鼓勵(lì)學(xué)生積極回答，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，從而加深理解。在教學(xué)中要把握“成人”學(xué)生的獨(dú)特特點(diǎn)：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行了如指掌，對設(shè)備處于非常規(guī)運(yùn)行時(shí)有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。

4結(jié)語

針對熱能與動(dòng)力工程專業(yè)“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，對“工程流體力學(xué)”的教學(xué)進(jìn)行了探討，使課程更適合“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，擴(kuò)大了他們的知識(shí)面，增強(qiáng)了其主動(dòng)思考的能力。在今后的教學(xué)過程中要進(jìn)一步探索新的教學(xué)方法和手段，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識(shí)，立足學(xué)校特色優(yōu)勢，繼續(xù)努力進(jìn)行“工程流體力學(xué)”課程的建設(shè)和探索，以期積累更多的經(jīng)驗(yàn)和取得更大的成績。

參考文獻(xiàn)

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篇7

關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué);CFD數(shù)值模擬;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）06-0141-02

計(jì)算流體力學(xué)CFD是流體力學(xué)的一個(gè)分支，是能源與動(dòng)力工程類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。課程講授CFD數(shù)值模擬的基本思想、基本方法以及常用CFD數(shù)值模擬工具的使用，通過教學(xué)使學(xué)生了解、掌握CFD數(shù)值模擬的基本知識(shí)，為將來在涉及流體流動(dòng)問題的研究和設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用CFD數(shù)值模擬打下基礎(chǔ)。在計(jì)算流體力學(xué)教學(xué)中，可將仿真技術(shù)以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式加入到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以加深對概念、公式以及數(shù)值方法的理解，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生探索性學(xué)習(xí)能力。如何利用好仿真軟件的專業(yè)優(yōu)勢，將其引入到計(jì)算流體力學(xué)實(shí)踐教學(xué)中來，提高教學(xué)效果是本文要探討的主要問題。

一、CFD數(shù)值模擬在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)勢

根據(jù)課程教學(xué)任務(wù)及其特點(diǎn)，選擇適用的教學(xué)方式是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師授課為中心，注重基礎(chǔ)理論知識(shí)的傳授與講解。在教學(xué)過程中，教師往往花費(fèi)大量的時(shí)間和精力介紹計(jì)算流體力學(xué)的基本原理并進(jìn)行相關(guān)理論公式的推導(dǎo)，學(xué)生并不能理解計(jì)算流體力學(xué)的工程應(yīng)用背景和意義，學(xué)生所接受的理論知識(shí)絕大部分來源于授課教師的灌輸。

由于計(jì)算流體力學(xué)課程涉及內(nèi)容的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的教學(xué)方法與手段，使得教師和學(xué)生在此課程的講授和學(xué)習(xí)中都遇到一定的困難和問題。涉及基本方程和數(shù)值方法公式推導(dǎo)的部分，傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式可使學(xué)生對推導(dǎo)過程進(jìn)行邏輯思維，對推導(dǎo)得到的公式和結(jié)果也會(huì)更加印象深刻。對于比較復(fù)雜、抽象的教學(xué)內(nèi)容以及公式的應(yīng)用，則可借助計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的方式進(jìn)行輔助教學(xué)，讓學(xué)生直觀地了解不同公式的應(yīng)用過程和數(shù)值模擬結(jié)果。由于流體力學(xué)控制方程一般是非線性的，只有極少數(shù)情況下才能得到解析解，與工程相關(guān)的復(fù)雜流體力學(xué)問題幾乎不能得到解析解，而實(shí)驗(yàn)研究一般是在模擬條件下完成的，幾乎所有的地面實(shí)驗(yàn)設(shè)備都不能完全滿足所有參數(shù)和相似定理的要求。通過CFD數(shù)值模擬技術(shù)，可以設(shè)計(jì)一些虛擬的實(shí)驗(yàn)，過程中可選用不同公式模型和數(shù)值方法，數(shù)值模擬所得的結(jié)果直觀，彌補(bǔ)了理論教學(xué)內(nèi)容的不足。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，或稱項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，是一種以學(xué)生為中心的教育方式。要求學(xué)生通過一系列個(gè)人或合作完成的任務(wù)，借助他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，解決現(xiàn)實(shí)中的問題，獲取知識(shí)和技能[1]。在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)中，借助CFD數(shù)值模擬形象的模型分析與演示，既便于教師對計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用于工程問題的知識(shí)講述，又使學(xué)生對計(jì)算流體力學(xué)理論知識(shí)有更加深刻的理解。

二、CFD數(shù)值模擬在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題

1.根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)教材，結(jié)合學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，對某些重點(diǎn)、難點(diǎn)以及不宜課堂講解的地方，考慮能否應(yīng)用CFD數(shù)值模擬進(jìn)行輔助教學(xué)。在教學(xué)過程中，需要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)捻?xiàng)目案例，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)方法，使其發(fā)揮各自優(yōu)勢才能獲得更好的教學(xué)效果。

2.在教學(xué)過程中，向?qū)W生展示CFD數(shù)值模擬在計(jì)算流體力學(xué)領(lǐng)域的前沿應(yīng)用、經(jīng)典案例。在課程教學(xué)中可以隨時(shí)調(diào)用視頻錄像或仿真軟件，將計(jì)算流體力學(xué)的一些前處理、流場計(jì)算和后處理等復(fù)雜問題進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真演示。這樣可以激發(fā)學(xué)生利用相關(guān)數(shù)值模擬軟件對理論知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，為后續(xù)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至展開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目打下基礎(chǔ)。

3.選取若干具體案例為“項(xiàng)目”任務(wù)以達(dá)到對前一階段課堂講授知識(shí)、技能傳授的總結(jié)與升華;項(xiàng)目內(nèi)容中含有學(xué)生從來未遇到的問題，需要具備有一定難度。應(yīng)用CFD數(shù)值模擬軟件建立計(jì)算流體力學(xué)仿真分析實(shí)例庫，這樣老師就可以方便地進(jìn)行講解，并給學(xué)生提供直觀、形象的過程與結(jié)論，學(xué)生理解起來會(huì)更容易。

三、CFD數(shù)值模擬在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用案例

1.概念設(shè)計(jì)。氣力輸送過程非常復(fù)雜，過去和現(xiàn)在多依靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來解決問題。對一般粉體材料，在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)充分時(shí)，可以得到比較可靠的結(jié)果。傳統(tǒng)方式靠人工計(jì)算過于費(fèi)時(shí)間，現(xiàn)在可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，能較快地得到計(jì)算結(jié)果。計(jì)算機(jī)能在較短的時(shí)間內(nèi)繪出初步的圖紙，因此在粉體的氣力輸送過程中能做更多的方案比較，使設(shè)計(jì)更加合理。數(shù)值模擬可以提供一些實(shí)驗(yàn)測量中無法提供的數(shù)據(jù)。在概念設(shè)計(jì)階段，老師和學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的討論。教師起初先不必框定具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容，而是要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)工程應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，獲得設(shè)計(jì)的大方向，進(jìn)而指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步通過閱讀文獻(xiàn)和資料收集，確立實(shí)施思路和初步的方案，獲取可借鑒的工程案例。

2.詳細(xì)設(shè)計(jì)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，教師需要預(yù)先講授CFD數(shù)值模擬工具的使用，以Fluent為例，該軟件是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。在這個(gè)階段，學(xué)生通過對現(xiàn)場氣力輸送過程的調(diào)研資料和文獻(xiàn)資料，結(jié)合氣力輸送設(shè)備工藝特點(diǎn)，利用計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件Fluent建立可靠的氣力輸送三維數(shù)學(xué)模型。對所建立的數(shù)值模擬模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖1所示，在此過程中，教師可以為學(xué)生講解計(jì)算域離散成網(wǎng)格點(diǎn)的過程。在此基礎(chǔ)上，利用所建立的氣力輸送三維數(shù)學(xué)模型對飛灰的氣力輸送進(jìn)行數(shù)值模擬，將數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行對比，由此對所建立的數(shù)學(xué)模型的可靠性和適用性進(jìn)行驗(yàn)證。

3.發(fā)現(xiàn)問題。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)中教師需要著重引導(dǎo)學(xué)校在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題，挖掘?qū)е聠栴}產(chǎn)生的根源，在CFD模擬過程中，要確定邊界條件、數(shù)學(xué)模型和求解方法。氣力輸送屬于大型工業(yè)輸送物料設(shè)備，雖然輸送管道幾何形狀簡單，但是總長度較長，并且管道內(nèi)的輸送過程涉及到固相和氣相相互作用、物料顆粒湍動(dòng)粘度以及顆粒間的相互碰撞，過程非常復(fù)雜。在此過程中，老師可以為學(xué)生講解各種邊界條件的優(yōu)缺點(diǎn)以及選擇依據(jù)、數(shù)學(xué)模型的原理和應(yīng)用范圍、求解格式的選擇及相應(yīng)的計(jì)算方法和方程。

4.改進(jìn)設(shè)計(jì)。將模型預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行分析和比較，分析邊界條件、數(shù)學(xué)模型和求解方法對結(jié)果產(chǎn)生的影響，通過查閱文獻(xiàn)了解最新CFD數(shù)值模擬技術(shù)和方法，并嘗試應(yīng)用到項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)中，提高數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性?？梢岳迷摂?shù)值模擬數(shù)據(jù)研究氣力輸送旁管道內(nèi)壓降隨著顆粒直徑、顆粒密度的變化規(guī)律，并通過改變旁通管幾何比以及壁面粗糙度的大小，研究管道結(jié)構(gòu)和管道特性對壓降的影響。

從“概念設(shè)計(jì)”、“詳細(xì)設(shè)計(jì)”、“發(fā)現(xiàn)問題”和“改進(jìn)設(shè)計(jì)”這幾個(gè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以看到，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的最主要的特征就是教師引導(dǎo)學(xué)生通過尋找完成工作任務(wù)的途徑與方法，圍繞工作項(xiàng)目完成調(diào)查研究、網(wǎng)絡(luò)信息搜集、文獻(xiàn)查閱、個(gè)人獨(dú)立思考、討論答辯、團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)等各項(xiàng)相關(guān)的實(shí)踐與創(chuàng)造活動(dòng)[2]。

在實(shí)施過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生查閱資料獲取類似項(xiàng)目的技術(shù)路線、解決方案與相關(guān)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，對錯(cuò)誤明顯的方案做適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、糾正，使方案盡量集中在合理的范圍之內(nèi)[3]。需要選擇貼近實(shí)踐的項(xiàng)目案例，將CFD數(shù)值模擬軟件融入到分組學(xué)習(xí)和應(yīng)用指導(dǎo)的整個(gè)過程，使學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)及完成過程中加深對理論知識(shí)的理解及實(shí)際應(yīng)用，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

四、結(jié)束語

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)在實(shí)施的過程中，表現(xiàn)出以項(xiàng)目為本位、以學(xué)生為主體的重要特征。教師教授和引導(dǎo)的是項(xiàng)目實(shí)施所需的技能、系統(tǒng)知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)，最終考核的是學(xué)生對知識(shí)的理解、應(yīng)用、創(chuàng)新和總結(jié)。將CFD數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用到計(jì)算流體力學(xué)理論教學(xué)，可以使教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高，可以幫助克服客觀實(shí)際條件對理論教學(xué)的制約，加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解，并激發(fā)學(xué)習(xí)和研究的興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬玲玲.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力研究[J].山西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（3）.

[2]王福軍.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析――CFD軟件原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2004.

[3][美]約翰D.安德森（John D. Anderson）.計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].吳頌平，劉趙淼，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

篇8

關(guān)鍵詞： 《工程流體力學(xué)》 能源與動(dòng)力工程專業(yè) 教學(xué)改革

一、引言

《工程流體力學(xué)》是研究流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)[1]，是能源與動(dòng)力工程、車輛工程、機(jī)械工程、石油工程、化學(xué)工程專業(yè)等諸多工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在各個(gè)工程領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。其特點(diǎn)是，工程流體力學(xué)內(nèi)容抽象，概念性強(qiáng)，涉及大學(xué)物理、材料力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等，綜合性極強(qiáng)，且教學(xué)里包括眾多數(shù)學(xué)公式和偏微分方程的相關(guān)推導(dǎo)計(jì)算，需要學(xué)生有較強(qiáng)的綜合能力。而我校是一所二本工科院校，學(xué)生在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)等方面的基礎(chǔ)良莠不齊，因此存在老師難教、學(xué)生覺得枯燥難學(xué)的現(xiàn)象[2]，導(dǎo)致《工程流體力學(xué)》被公認(rèn)為是本科中最難學(xué)的課程之一。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量，有必要對該門課程進(jìn)行必要的教學(xué)改革[3]。

二、教學(xué)改革

（一）教學(xué)方法改革

針對學(xué)生在高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料力學(xué)等方面的基礎(chǔ)存在良莠不齊的情況，為了更好地增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)《工程流體力學(xué)》的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果，需要在教學(xué)實(shí)踐過程中對教學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的改革。首先，為了避免學(xué)生覺得枯燥無趣，在教學(xué)過程中注意理論聯(lián)系實(shí)際。比如，在《工程流體力學(xué)》的第一堂課上，我通過提出如“汽車在行駛過程中所受到的阻力主要來自前部還是尾部”，以及“高爾夫球表面和飛機(jī)表面為什么一個(gè)是粗糙一個(gè)光滑呢”等眾多涉及流體力學(xué)知識(shí)的實(shí)際問題，一下子就把學(xué)生的興趣提起來，整整一堂課學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲，沒有懨懨欲睡的情況存在。在后續(xù)的課程中，由于主要圍繞連續(xù)性方程，伯努利及動(dòng)量方程等展開，因此在講授的課程中，為了避免數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)的學(xué)生在上課中覺得無趣，我主要是通過講例題的研究思路、方法，盡量避免變成單純的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，主要告訴學(xué)生如何分析，重點(diǎn)介紹公式的成立條件及如何使用。然后通過具體的例題講解如何使用該公式來解決問題。比如對雷諾公式的理解應(yīng)用，通過在課堂上播放雷諾試驗(yàn)的視頻，并在課后安排學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行雷諾實(shí)驗(yàn)，以加深對該公式所涉及相關(guān)因素的理解。在課程的后面章節(jié)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平重點(diǎn)講解工程流體理論在實(shí)際中的具體應(yīng)用實(shí)例，并選擇適當(dāng)?shù)恼n題讓學(xué)生積極參與，并總結(jié)出規(guī)律，建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，這樣既使學(xué)生保持了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，又很好地做到理論與實(shí)際的結(jié)合，大大提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

（二）教學(xué)內(nèi)容改革

《工程流體力學(xué)》內(nèi)容涉及面廣，如何根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的要求，制定合理的教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)計(jì)劃顯得尤為重要。首先，針對目前《工程流體力學(xué)》教材存在理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)眾多的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中有意識(shí)地弱化公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，重點(diǎn)突出公式的適用條件和在實(shí)際問題中如何應(yīng)用，尤其是如何利用這些公式來解決實(shí)際問題。比如實(shí)際流體恒定總流的伯努利方程，通過弱化過程的復(fù)雜推導(dǎo)，重點(diǎn)講解其應(yīng)用條件，讓學(xué)生很快就明白該方程的意義，并掌握如何在實(shí)際過程中進(jìn)行應(yīng)用。

同時(shí)通過案例講學(xué)，與學(xué)生所在能源與動(dòng)力專業(yè)系緊密結(jié)合。比如在講到流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程及伯努利方程時(shí)，可以講講其在內(nèi)燃機(jī)等設(shè)計(jì)中所起的作用，通過掌握空氣和燃油的流動(dòng)規(guī)律，才能設(shè)計(jì)好空氣和燃料的流量比例、流動(dòng)速度、溫度控制等眾多流體力學(xué)方面的知識(shí)。同時(shí)選取適當(dāng)?shù)母茉磁c動(dòng)力系緊密相關(guān)的習(xí)題，以幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化課堂所學(xué)。因?yàn)楝F(xiàn)有教材習(xí)題偏水利和建筑的居多，所以需要老師在平時(shí)多收集和編撰相關(guān)的習(xí)題，以更好地促進(jìn)學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)。

（三）考核方式的改革

由于《工程流體力學(xué)》所涉及學(xué)科多，綜合性強(qiáng)，內(nèi)容難，以前通常采用期末閉卷的方式加平常課后作業(yè)進(jìn)行考核，存在學(xué)生平常作業(yè)抄襲、習(xí)慣老師劃重點(diǎn)、考前死記硬背的問題，且考試內(nèi)容基本都是學(xué)生平常見過、練習(xí)過的題型，不能很好地體現(xiàn)出該門課程的知識(shí)體系和價(jià)值，也無法讓學(xué)生發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。因此，針對以前的考核形式存在的問題，有必要對其進(jìn)行改革，以更好更全面地反映學(xué)生掌握知識(shí)和相應(yīng)能力的情況。

首先，增加課堂與平時(shí)考勤環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在的學(xué)生基本人手一部手機(jī)，盡管上課紀(jì)律三令五申，仍然存在部分學(xué)生上課偷偷玩手機(jī)的情況，再加上有些學(xué)生平常對自己要求不嚴(yán)，存在上課遲到、曠課、打瞌睡的情況。因此增加課堂考核環(huán)節(jié)，對上課不遵守課堂紀(jì)律、缺勤等，累積到一定次數(shù)后會(huì)有相應(yīng)的懲罰措施。在課堂上表現(xiàn)積極，能主動(dòng)回答老師問題等會(huì)有一定鼓勵(lì)措施，適當(dāng)?shù)丶臃忠约ぐl(fā)學(xué)生更濃的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生在課堂上和老師的互動(dòng)，營造出更好的學(xué)習(xí)氛圍。

其次，增加考試內(nèi)容，豐富考試題型。從以往考試題型看，主要有填空題、選擇題、判斷題和計(jì)算題四大類型。因?yàn)榭荚噧?nèi)容比較依賴教材，所以不能很好地反映學(xué)生對相關(guān)知識(shí)的理解掌握。鑒于此，增加一些比較貼近相關(guān)專業(yè)和實(shí)際生活的問答題，比如“汽油在油箱里的存貯涉及流體力學(xué)里面的什么知識(shí)”、“汽車上的中央空調(diào)上平行的風(fēng)扇葉片起什么作用”等，體現(xiàn)了考試內(nèi)容的靈活性，又考察了相應(yīng)的考點(diǎn)，能體現(xiàn)出學(xué)生對相關(guān)知識(shí)的具體分析和應(yīng)用。

最后，完善最終成績的評定方法。以前的成績評定主要是期末考試成績占60%，平時(shí)作業(yè)占40%，且存在許多同學(xué)課后作業(yè)照抄的情況。由于平時(shí)作業(yè)成績占比過高，增強(qiáng)了不努力同學(xué)的僥幸心理，間接也會(huì)挫傷努力學(xué)習(xí)的學(xué)生的積極性。為了更好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和對該門課程相關(guān)知識(shí)的掌握應(yīng)用情況，綜合評定學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，最終成績的評定將計(jì)入課堂環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等，將成績比例改為：期末考試成績70%，課堂環(huán)節(jié)包括考勤10%，平時(shí)作業(yè)10%，實(shí)驗(yàn)成績10%，促使學(xué)生重視課堂紀(jì)律，增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，減少平時(shí)作業(yè)的比例，增加動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的成績，更能全方位、多元化地評定學(xué)生。

三、結(jié)語

本文對能源與動(dòng)力工程專業(yè)所學(xué)《工程流體力學(xué)》的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及考核方式等進(jìn)行了教學(xué)探討與改革。通過在實(shí)踐中的應(yīng)用，取得了很好的教學(xué)效果，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高和教學(xué)效果的增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]禹華謙.工程流體力學(xué)[M].高等教育出版社，2011.

篇9

關(guān)鍵詞 流體力學(xué) 工程實(shí)例 教學(xué)模式改革

0引言

“流體力學(xué)”課程是工科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，綜合了張量、場論、復(fù)變函數(shù)、數(shù)值方法等數(shù)學(xué)知識(shí)，在水利、土木、建筑和熱能等工程技術(shù)領(lǐng)域中都涉及許多流體力學(xué)問題。目前許多高校教師在講授該門課程時(shí)還是采用傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的單向傳授方式，課堂中注重基本概念的講解和公式的推導(dǎo)，課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)聯(lián)系較弱，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程中對所學(xué)知識(shí)點(diǎn)理解不夠深刻，逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣。因此此次教學(xué)模式改革提出以工程實(shí)例為導(dǎo)向，在授課中采用工程案例分析、增加實(shí)踐環(huán)節(jié)和第二課堂等綜合形式教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

1教學(xué)改革思路

第一，由于在流體力學(xué)教學(xué)過程中，知識(shí)點(diǎn)比較抽象，學(xué)生難理解。因此，打破以往“滿堂灌”式授課方式，針對某些重要知識(shí)點(diǎn)，首先教師課前布置任務(wù)，學(xué)生初步了解課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題和主觀學(xué)習(xí)能力。在授課過程中，教師針對課堂講授的內(nèi)容，運(yùn)用多媒體教學(xué)方式，向?qū)W生展示圖片、視頻、動(dòng)畫等信息，比傳統(tǒng)方式更直觀、更容易被學(xué)生接受，與傳統(tǒng)板書教學(xué)方式相結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)，尤其對于推導(dǎo)繁瑣公式，教師運(yùn)用多媒體方式可以強(qiáng)化學(xué)生的理解。并且，教師應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，通過工程案例分析和討論等方法，講授某些特定知識(shí)點(diǎn)對應(yīng)的工程問題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)流體力學(xué)課程的興趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，加深學(xué)生對該課程內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析流體力學(xué)問題和建立相應(yīng)模型和分析計(jì)算的能力。學(xué)生通過工程案例分析，可以理解不同流態(tài)流體所對應(yīng)的工程背景及其理論基礎(chǔ)，利用課堂所學(xué)理論知識(shí)總結(jié)其流動(dòng)規(guī)律。課中針對某重要知識(shí)點(diǎn)，教師布置相關(guān)綜合訓(xùn)練內(nèi)容，學(xué)生自主完成綜合報(bào)告，在此過程中學(xué)生能夠充分理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，建立知識(shí)體系，掌握該知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中應(yīng)用，并能夠在實(shí)際生產(chǎn)生活中合理運(yùn)用該知識(shí)點(diǎn)。另外，對于某些特殊的知識(shí)點(diǎn)，教師還可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，列舉生活中的流體力學(xué)問題，聯(lián)系生活進(jìn)行講授，具體內(nèi)容為：

第二，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，在保證課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，采用多種形式的實(shí)踐活動(dòng)，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐相結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，鞏固所學(xué)基礎(chǔ)理論，能夠幫助學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。在學(xué)校工科專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，為使學(xué)生更好地掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)，加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握，采用“教”、“學(xué)”、“做”相結(jié)合的教學(xué)方法，以精講多練為主。在實(shí)驗(yàn)操作之前，讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)流程中的每一步驟，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，對知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)有進(jìn)一步的理解。此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，為學(xué)生提供創(chuàng)新空間。學(xué)生通過工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)，直觀明了地觀察不同流態(tài)的流動(dòng)現(xiàn)象，量測不同流態(tài)的流動(dòng)參數(shù)，分析其流動(dòng)特點(diǎn)，再與理論相結(jié)合總結(jié)流動(dòng)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性與創(chuàng)新性，為學(xué)生將來更好地投入工程實(shí)際奠定基A。

第三，采用工程性質(zhì)形式的試題幫助學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用。同時(shí)，授課時(shí)增加課堂對話、采用互動(dòng)式教學(xué)方法，及時(shí)了解學(xué)生掌握情況并對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。另外，開設(shè)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作的第二課堂，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并加大課外作業(yè)量，使學(xué)生通過作業(yè)消化課堂教學(xué)內(nèi)容，每次作業(yè)批改結(jié)束后，通過習(xí)題課幫助學(xué)生辨析原理理解的誤區(qū)、概念混淆之處等習(xí)題中出現(xiàn)的問題。任課教師定期進(jìn)行教學(xué)研討，對教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行討論，群策群力，尋求好的解決方法。平時(shí)注意收集教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)問題，組織老師進(jìn)行研究，在教學(xué)研討時(shí)集中交流。

2教學(xué)組織過程

2.1課堂講授

以學(xué)生為中心，以教師為導(dǎo)學(xué)、助學(xué)為主，利用工程案例分析、生活實(shí)例和小組討論等形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)參與熱情與積極性。課前布置工程案例分析，學(xué)生自行查閱資料，課堂上分組討論，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取已有知識(shí)和創(chuàng)造新知識(shí)的能力。以工程問題為主線，提出與之相互對應(yīng)的課程內(nèi)容，進(jìn)而解釋課程內(nèi)容的性質(zhì)、原理以及適用條件，總結(jié)解決此類工程問題的方法和規(guī)律，使得學(xué)生對于知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的理解更加生動(dòng)具體。

2.2增加實(shí)踐環(huán)節(jié)

本專業(yè)流體力學(xué)課程共64學(xué)時(shí)，此次教學(xué)模式改革準(zhǔn)備通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，融入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)體系中實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為輔助教學(xué)部分，各實(shí)驗(yàn)互相獨(dú)立，綜合性不強(qiáng)，造成學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較差。目前學(xué)校擁有兩個(gè)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，不僅可以開展流體力學(xué)基礎(chǔ)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生還可以動(dòng)手參與伯努利方程實(shí)驗(yàn)、畢托管測速實(shí)驗(yàn)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，結(jié)合工程中流體流動(dòng)問題，學(xué)生能夠更加直觀明了地觀察到流體處于不同工程問題中所對應(yīng)的流動(dòng)現(xiàn)象和規(guī)律，量測不同流態(tài)的流動(dòng)參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合課堂講授的內(nèi)容驗(yàn)證實(shí)踐結(jié)果。同時(shí)，教師應(yīng)為學(xué)生留有一定空間，學(xué)生可以在充分理解所需知識(shí)內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，開展創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，這一過程充分調(diào)動(dòng)學(xué)生科學(xué)研究熱情，突出培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生提出問題并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S及創(chuàng)新能力。

2.3第二課堂

流體力學(xué)課程包括流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)三大部分，課程講述內(nèi)容較多。針對這種知識(shí)內(nèi)容多而學(xué)時(shí)短的情況，此次課程建設(shè)增加理論第二課堂和實(shí)踐第二課堂。對于理論學(xué)習(xí)第二課堂，學(xué)生可通過微信或QQ等網(wǎng)絡(luò)通訊工具，隨時(shí)給授課教師留言或在線溝通，說明不懂的知識(shí)點(diǎn)，教師可以在網(wǎng)上給予學(xué)生詳細(xì)的解答，既利用了課余時(shí)間答疑，又為同學(xué)提供了方便，同時(shí)又解決了課程學(xué)時(shí)的限制，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實(shí)踐第二課堂主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室全天開放制度，在保證學(xué)生一定數(shù)量的前提下，學(xué)生可提前預(yù)約做實(shí)驗(yàn)。這樣學(xué)生就有充足的時(shí)間來完成實(shí)驗(yàn)過程，既豐富了學(xué)生的課余生活，又充分地培養(yǎng)了學(xué)生自己動(dòng)手的能力。

2.4增加綜合訓(xùn)練

針對重點(diǎn)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，如伯努利方程、N-S方程等，結(jié)合工程案例，教師布置綜合訓(xùn)練任務(wù)。學(xué)生通過上網(wǎng)、借閱相關(guān)書籍，獲取相關(guān)資料并獨(dú)立深入學(xué)習(xí)分析，再與小組成員討論，集思廣益，進(jìn)而理解工程案例中方程應(yīng)用原理，并與所學(xué)理論知識(shí)相聯(lián)系，掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及模型建立方法，集中答辯匯報(bào)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過綜合訓(xùn)練，學(xué)生可以構(gòu)建相關(guān)知識(shí)體系，并聯(lián)系工程實(shí)際，將其融會(huì)貫通，真正實(shí)現(xiàn)“理論聯(lián)系實(shí)際”。在此過程中，也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、人際交往、自主探究、分析問題、解決問題及應(yīng)用實(shí)踐的能力。

2.5考核方式改革

對于流體力學(xué)課程考核方式，應(yīng)注重教學(xué)過程中的質(zhì)量控制，主要采取課堂考核、實(shí)驗(yàn)考核和期末考核相結(jié)合的形式，加大平時(shí)成績所占比重，課堂考核主要包括工程案例分析大作業(yè)、課堂考試、出勤和課堂提問等形式；實(shí)驗(yàn)考核以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力為主，重點(diǎn)考核學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力，如能設(shè)計(jì)出工程方面的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)裝置可以加分；期末考試就是學(xué)生的卷面成績。

3結(jié)語

篇10

關(guān)鍵詞：流體力學(xué) 教學(xué)方法 自主實(shí)驗(yàn) 抽象到具體 工科院校

中圖分類號(hào)：O35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（c）-0199-02

流體力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)重要分支，是流體機(jī)械專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在航空、航天、航海、水利、機(jī)械等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用，因此學(xué)生學(xué)好這門課對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及日后從事相關(guān)研究工作非常重要。但流體力學(xué)不同于理論力學(xué)、材料力學(xué)等力學(xué)學(xué)科，流體力學(xué)研究對象比較抽象，通俗來講就是研究對象看不見、摸不著，理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)表達(dá)式復(fù)雜非線性強(qiáng)，講課好像有點(diǎn)空對空的感覺。一些關(guān)鍵概念比如雷諾輸運(yùn)定理、隨流導(dǎo)數(shù)等學(xué)生理解起來比較困難，如果純粹從數(shù)學(xué)角度開展教學(xué)，學(xué)生聽起來比較枯燥、積極性不高、課堂互動(dòng)性不強(qiáng)。為了提高教學(xué)效果，目前國內(nèi)很多流體力學(xué)教學(xué)工作者已經(jīng)探索了很多教學(xué)方式方法，比如哈爾濱工業(yè)大學(xué)的“流體力學(xué)的多尺度創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課”[1]、南京航空航天大學(xué)的“流體力學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)競賽”[2]、北大通過結(jié)合重大事件與自主試驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、培養(yǎng)創(chuàng)新精神[3-4]等。

本人目前承擔(dān)工程流體力學(xué)、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)、計(jì)算流體軟件應(yīng)用分析以及流體教學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)等與流體力學(xué)相關(guān)的教學(xué)工作并從事一定的科研工作，本人能從理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等不同層面并結(jié)合自己的科研工作對流體力學(xué)教學(xué)方式方法進(jìn)行一些嘗試，中心理念是站在學(xué)生的角度，從流動(dòng)本質(zhì)講授，讓抽象的知識(shí)具體化、形象化。該文將結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷談幾點(diǎn)這方面的體會(huì)。

1 賦予公式物理含義，讓公式形象化、理論生活化

流體力學(xué)與學(xué)生在基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)的大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)中的力學(xué)在本質(zhì)上是相同的，依然要滿足牛頓第二定律，同時(shí)滿足質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律，但在研究方法與研究對象方面存在很大的差異。流體力學(xué)所采用的研究方法主要是歐拉方法，研究對象是流場。流場是個(gè)空間概念，而質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒這三大守恒定律僅適用于流體質(zhì)點(diǎn)或者流體質(zhì)點(diǎn)組成的體系。這就需要把流場與質(zhì)點(diǎn)或者體系兩種研究對象、歐拉方法與拉格朗日方法兩種研究方法聯(lián)系起來，換句話講就是如何用空間流場參數(shù)的分布與變化表示流體質(zhì)點(diǎn)或者體系運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化，隨流導(dǎo)數(shù)和雷諾輸運(yùn)定理就是建立這種關(guān)系的橋梁。隨流導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)形式上是某種物理量對時(shí)間的全微分，從數(shù)學(xué)角度講解學(xué)生沒有任何異議，但這不代表學(xué)生理解了它的物理內(nèi)涵。隨流導(dǎo)數(shù)由當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)與遷移導(dǎo)數(shù)構(gòu)成，首先需要讓學(xué)生明確隨流導(dǎo)數(shù)對象是流體質(zhì)點(diǎn)，三大守恒定律適用于它；當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)與遷移導(dǎo)數(shù)針對流場，其中當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)表征流場參數(shù)隨時(shí)間變化，即流動(dòng)是定常的還是非定常的，遷移導(dǎo)數(shù)表征流場參數(shù)空間分布均勻性，在此三大守恒定律不適用。下面的問題是讓學(xué)生如何理解兩者之間的關(guān)系。首先舉個(gè)簡單的例子，讓學(xué)生從感性上認(rèn)可這種關(guān)系，即可以用空間流場的變化與分布表示流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化。比如以教室里溫度分布為例，夏天或者冬天開空調(diào)，教室里面溫度分布不均。假定空調(diào)功率穩(wěn)定，此時(shí)可以認(rèn)為溫度空間分布是穩(wěn)定的。一個(gè)人在教室里面走動(dòng)，感受到溫度的變化，并且走動(dòng)速度越受到的溫度變化越快，這時(shí)人感受到的溫度的變化是教室溫度場分布均勻度與人走動(dòng)速度兩者的綜合效應(yīng)，這部分由溫度空間分布不均導(dǎo)致，對應(yīng)隨流導(dǎo)數(shù)中的遷移導(dǎo)數(shù)。假如空調(diào)功率不穩(wěn)，那教室里溫度也不穩(wěn)定，此時(shí)即便站在一個(gè)位置不動(dòng)，也能夠感受到溫度的變化，這部分對應(yīng)隨流導(dǎo)數(shù)中的當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)。假如人走在一個(gè)空調(diào)功率不穩(wěn)定、溫度空間分布不均勻的教室里，這時(shí)人感受到的溫度變化就是以上兩種作用的綜合效應(yīng)，對應(yīng)隨流導(dǎo)數(shù)，也就是質(zhì)點(diǎn)溫度對時(shí)間的變化率。人比擬到流場里面就是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的角色，流體質(zhì)點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化率可以用流場溫度的空間分布與變化表征，即可以用流場的信息獲得流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化。這樣學(xué)生理解起來比較容易、比較具體，并且對公式的物理內(nèi)涵理解也比較深刻。雷諾輸運(yùn)定理其實(shí)是隨流導(dǎo)數(shù)的積分形式，這部分給學(xué)生講透了，雷諾輸運(yùn)定理理解起來也就比較容易。隨流導(dǎo)數(shù)、雷諾輸運(yùn)定理的理解非常重要，它是一種研究方法、思維方式的轉(zhuǎn)變，是開展流體動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)。

任何一個(gè)數(shù)學(xué)公式都有其物理含義，授課過程中要力爭從學(xué)生理解的角度，從公式背后的物理含義與物理過程角度講解，并輔以生活中的例子，讓公式形象化、理論生活化。

2 開設(shè)自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓問題具體化，提高學(xué)生積極性、提升學(xué)生綜合能力

第一部分立足于學(xué)生對關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的理解，這部分談?wù)勅绾巫寣W(xué)生帶著興趣去學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

與理論相比，學(xué)生更喜歡自己動(dòng)手去開展一些探索性試驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合數(shù)值仿真讓看不見摸不著的流場具體化、圖像化，這對提高學(xué)生學(xué)習(xí)、探索、思考問題的積極性非常有益。在教學(xué)過程中可以給學(xué)生布置一些探討性課題，讓學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立從理論分析、數(shù)值仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證方面開展課題研究，采用答辯的方式把講臺(tái)交給學(xué)生，提高學(xué)生的應(yīng)變能力以及學(xué)生的參與度，針對一個(gè)課題讓大家共同探討。理不辯不明，通過辯論加深了學(xué)生對問題的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題的能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，而獨(dú)立分析問題能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神是大學(xué)教學(xué)一個(gè)關(guān)鍵的落腳點(diǎn)。下面舉一個(gè)教學(xué)中的例子。

圓柱繞流以及圓柱在流場中所受阻力是一個(gè)經(jīng)典的流動(dòng)現(xiàn)象，可以讓學(xué)生從試驗(yàn)、數(shù)值仿真的角度去研究分析影響阻力的因素并給出影響規(guī)律。試驗(yàn)設(shè)備方面實(shí)驗(yàn)室提供拖拽力實(shí)驗(yàn)設(shè)備，主要功能為測量圓柱在流場中所受阻力。該實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供了3種測量阻力的方法：（1）用天平直接測力；（2）測量出口速度分布，采用動(dòng)量定理計(jì)算出阻力；（3）測量圓柱表面壓力分布計(jì)算所受阻力，同時(shí)可以調(diào)節(jié)來流速度。計(jì)算軟件方面提供給學(xué)生相關(guān)計(jì)算流體軟件并講授軟件基本功能與操作。讓學(xué)生自由組團(tuán)，獨(dú)自開展研究方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與數(shù)值仿真、結(jié)果對比分析與報(bào)告撰寫，公開答辯、互動(dòng)參與。這樣學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，對流速、流態(tài)對圓柱阻力的影響理解就比較深刻，同時(shí)學(xué)生在這個(gè)過程中鍛煉了獨(dú)立分析解決問題的能力，培養(yǎng)了協(xié)作精神。

3 貼近生活，學(xué)習(xí)趣味化

人類生活在流體中，很多生活中的現(xiàn)象都可以用流體知識(shí)解釋，因此在教學(xué)中可以嘗試著讓理論走進(jìn)生活，讓學(xué)習(xí)充滿趣味。

比如好多男學(xué)生喜歡踢足球，估計(jì)弧線球很多學(xué)生也會(huì)踢，但足球的軌跡為什么呈弧形，可能好多學(xué)生不知道，可以把這個(gè)問題提出來讓大家討論。上課時(shí)，提出這個(gè)問題后整個(gè)課堂氛圍一下就活躍起來了。這時(shí)候與學(xué)生一起分析足球近壁面流動(dòng)并結(jié)合伯努力方程講解足球的受力，學(xué)生一下就明白了足球軌跡為什么可以呈弧形。再比如還可以播放一些生活中有趣流動(dòng)現(xiàn)象的視頻與圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析與討論。

4 考核多元化

流w力學(xué)要想充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，還需要對考核方式做調(diào)整，不再唯卷面分?jǐn)?shù)論。本人在教學(xué)實(shí)踐中從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考核：（1）卷面成績；（2）創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)，綜合考慮試驗(yàn)效果、結(jié)果分析、答辯情況等；（3）課堂互動(dòng)，對于在課堂上積極互動(dòng)提出疑問的同學(xué)給予平時(shí)成績加分，甚至可以將講臺(tái)交給學(xué)生，讓學(xué)生給大家講解；（4）課后作業(yè)與講解，鼓勵(lì)學(xué)生給大家講解，并給予加分鼓勵(lì)。

5 結(jié)語

流體力學(xué)是一門學(xué)生認(rèn)為比較難的專業(yè)基礎(chǔ)課，作為授課老師應(yīng)該站在讓學(xué)生容易理解的立場，從流動(dòng)的物理概念和物理過程出發(fā)，賦予抽象難解的理論、公式具體的物理含義，并結(jié)合常見的流動(dòng)現(xiàn)象讓理論形象化、生活化；開展自主創(chuàng)新綜合試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值仿真，讓抽象的流動(dòng)具體化、圖形化，提高學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神；把講臺(tái)交給學(xué)生，通過課題答辯、習(xí)題講解，增強(qiáng)學(xué)生互動(dòng)；讓理論走進(jìn)生活，引導(dǎo)學(xué)生用流體力學(xué)理論知識(shí)分析生活中的流動(dòng)現(xiàn)象，提高學(xué)習(xí)的趣味性；通過多元化的考核，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?？傊?，以學(xué)生為本，從物理本質(zhì)上講解理論知識(shí)，讓理論走進(jìn)生活貼近生活，從抽象到具體，多層次增強(qiáng)學(xué)生對知識(shí)的理解。

參考文獻(xiàn)

[1] 李小斌，李鳳臣，姜寶成，等.基于創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，2014（15）：119-121.

[2] 金志光.工科高校培養(yǎng)創(chuàng)新思維的流體力學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)競賽[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（8）：145-146.